CN1078840A - 阴极射线管的偏转系统 - Google Patents

Abstract

一种偏转系统，具有消除线圈(4)，以减少该系统 本体产生的不希望有的磁场而不致误着屏。消除线 圈产生消除磁场，其在阴极射线管轴线上的分布(6) 选择成使之有两个与系统本体在前后部位分别产生 的偏转磁场(7)方向相反的峰值，且对偏转磁场的比 值相等，使阴极射线管外前后部位上不希望有的磁场 分别处于欠校正和过校正状态。消除线圈产生的消 除磁场在偏转磁场的偏转中心前后侧的量基本相等， 从而可校正不希望有的磁场而不致产生误着屏。

Description

本发明涉及一种与显示装置的阴极射线管配用的偏转系统（deflection    yoke），特别涉及一种具有用来消除偏转系统在显示装置周围所产生的不希望有的磁场辐射的消除线圈的偏转系统。

最近的趋势是将显示装置周围不希望有的磁辐射限制在不高于预定值的水平。其中，在5赫至2千赫频率范围的极低频（ELF）带和2千赫至400千赫频率范围的甚低频（VLF）带下，这类不希望有的磁场有一部分是作为漏磁场由装在阴极射线管上的偏转系统产生的。尤其是VLF频带的漏磁所涉及的频率范围对人体可能会产生有害的影响，因而需要采取减少该漏磁量的专门措施。

迄今已提出的采用校正线圈抑制这类漏磁的方法有多种多样，例如1988年6月第31卷第1期的IBM技术公报（IBM    Technical    Disclosure    Bulletin）第119至122页上、美国专利4，922，167、对应于意大利专利申请22475A/88的日本专利公开2-123647和美国专利5，049，847中都公开了这类方法。

其中，实现上述措施最有效的方法是在偏转系统上装上一个消除线圈，供消除漏磁之用。

图7示意性地示出了一般消除不希望有的磁场辐射的消除线圈系统，对应于欧洲专利申请88305986.7的日本专利公开2-46085中即公开了这种系统。

如图7中的实线箭头所示，显示装置的前后部位12存在偏转系统9产生的漏磁场。偏转系统9前端部分的上方和下方分别配置有一对形成消除线圈的环形线圈4，与阴极射线管10的轴线（Z）成一定的角度。

环形线圈4加上水平偏转电流时产生磁场6，反向朝向由偏转系统9产生的不希望有的漏磁场7，如图中的虚线所示。

这种用以消除显示装置前后各部位漏磁场的一般消除线圈系统不可避免地也会消除掉偏转系统附近有用的偏转磁场的各部分。在这种情况下，必然使电子束通过偏转场的轨迹发生变化，从而使偏转系统的性能变坏。有用磁场受到这种不希望有的消除作用而影响偏转系统的性能之一即所谓“误着屏”（mislanding）或“纯度失调”（purity-offset）。这是电子束的偏转中心在磁场消除作用的影响下偏移引起的。

图8示出了显示装置周围由偏转系统引起的不希望有的漏磁场辐射的分布情况，其中图8（a）示出了以阴极射线管10为圆心的圆上的各点，该圆处在阴极射线管10的轴线（Z）所在的水平平面（Y＝0）上，圆的半径等于阴极射线管全长的一半加50厘米，磁场强度即在圆上的上述各点上测定出，各点彼此之间间隔22.5度角;图8（b）则示出了极坐标上各点处测出的漏磁场强。

出于偏转系统9结构上的原因，阴极射线管10前面部位测出的不希望有的磁辐射场强大于后面部位测出的场强。因此，需要在管子前面部位产生大于管子后面部位的消除磁场。日本专利公开2-46085中公开的一般的消除线圈的环形线圈正是因为这个原因而向后敞开，以调节前后部位的校正比。

图9和10分别示出了电子束偏转区中水平偏转线圈2所产生的偏转磁场和消除线圈4所产生的消除磁场向量图，其中只示出了偏转系统上半部的以阴极射线管轴线（Z）所在平面截取的横截面上的情况。

从图9显然可见，在偏转系统前面部位和后面部位内所产生的偏转磁场一般是朝上的。而由图10显然可见，在偏转系统前面部位和后面部位内，装在铁氧体磁心1前端部位上方和下方的一般环形线圈4产生向下的消除磁场，这和偏转磁场的方向相反。

图11示出了图9和10中所示的在偏转系统的中心轴线（Z轴线）测出的偏转场7和消除场6的分布情况，在Y轴线的正方向其纵坐标为正。图11中，偏转场7是用其峰值归一化了的，其分度值标在右侧的纵坐标上。消除场6以绝对值在左侧的纵坐标上表示。图11中，偏转系统的铁氧体磁心、水平偏转线圈和环形线圈的相对位置分别以线条1，2和4表示。从图11的曲线6可以看到，环形线圈4产生的磁场方向与水平平偏转线圈2在水平偏转线圈所界定的部位内所产生的磁场的方向相同。但消除场6在水平偏转线圈2的前面部位和后面部位内的方向与线圈2的磁场方向相反。从图11可以看出，由于前面部位的消除场场强大于后面部位的消除场场强，因而偏转场7经消除场6校正之后向后偏移。偏转中心的这种后向偏移造成电子束在阴极射线管荧光屏上误着屏。

图12示意性地示出了产生误着屏的原理。电子束的路径在消除场的影响下从路径14改变到路径13，且当偏转中心20向后偏移一个距离△Z时电子束射向荫罩板18的入射角减小，从而使电子束冲击阴极射线管荧光屏17上荧光材料的位置向屏17内侧中心偏移一个距离△X。这就叫误着屏现象。14英寸阴极射线管当采用无磁心的消除线圈时，偏移量△X约为10微米，当采用有磁心的消除线圈时，偏移量约为20微米。

由于这种误着屏，须要重新修正荫罩板。

本发明的目的是提供一种供阴极射线管使用的偏转系统，该偏转系统不会产生消除偏转线圈漏磁场时的消除场所引起的不希望有的效应。

本发明另一个目的是提供消除场发生装置的一种配置方式，该配置方式能有效地使消除场的分布适宜消除漏磁场而不致使电子束误着屏。

本发明的用于显示装置的偏转系统包括一个偏转系统和一个消除线圈。偏转系统包括水平偏转线圈、垂直偏转线圈和铁氧体磁心，以产生使电子束在水平和垂直方向扫描的偏转磁场。消除线圈则包括一个上环形线圈和一个下环形线圈，分别装在偏转系统前端部分的上方和下方，以产生消除磁场去消除偏转系统在显示装置周围产生的不希望有的磁场辐射。其中上环形线圈和下环形线圈通有水平偏转电流，从而使它们产生的消除磁场，其在相对于显示装置的阴极射线管一轴线上的水平偏转线圈的电子束中心的前面部位和后面部位的磁场大小基本上相等。

每个环形线圈都在管子的轴线（Z轴线）方向上从水平偏转线圈的前端部分延伸到铁氧体磁心的中心。每个环形线圈在水平（X轴线）和垂直（Y轴线）方向上的尺寸是任意的。上下环形线圈4分别装在水平偏转线圈2之外，平行于偏转系统的中心轴线（Z轴线），且与该轴线等间距。

按照本发明，消除线圈在偏转场中心的前面部位和后面部位所产生的消除场其方向与偏转场相反，两者的场强基本相等。因此基本上等量地消除了显示装置周围偏转中心前面部位和后面部位的漏磁场（偏转场的一部分）。这样就能将偏转中心的偏移减小到非常小的值，因而误着屏问题可以忽略不计。

图1是本发明一个实施例的偏转系统主要部分的剖面图。

图2是图1所示偏转系统的平面图。

图3是图1所示偏转系统中心轴线上偏转场和消除场的分布曲线。

图4示出了消除场的分布与阴极射线管上消除线圈安装角之间的关系。

图5示出了消除场分布与阴极射线管上消除线圈安装位置之间的关系。

图6示出了说明本发明实施例中漏磁场和消除磁场的曲线。

图7举例说明了一般显示装置中不希望有的磁场。

图8示出了一般显示装置中不希望有的磁场的分布情况。

图9是偏转系统偏转场的向量图。

图10是一般显示装置中消除场的向量图。

图11的曲线示出了一般偏转系统一轴线上的磁场分布情况。

图12举例说明了由于偏转中心偏移而引起的误着屏。

现在参看图1至6说明本发明的一个实施例。

图1是本发明一个实施例的偏转系统沿阴极射线管（图中未示出）轴线截取的纵向剖面。图2是图1所示实施例的平面图。

图1和2所示的偏转系统本体包括鞍式水平偏转线圈2及2′和由隔离件5所支撑的依次配置的垂直偏转线圈（图中未示出）及铁氧体磁心1。水平偏转线圈2和2′在其间所界定的部位产生水平偏转磁场7。水平偏转磁场7不仅分布在水平偏转线圈2和2′所界定的部位，而且也作为漏磁场分布在其外部。从图中可以看出，消除环形线圈4和4′通过隔离件5分别装设在水平偏转线圈2和2′前端部分的上方和下方。环形线圈4和4′绕在绕线架3和3′上从而覆盖住从偏转系统前端到铁氧体磁心1的中心在Z方向上稍靠前位置的部位。各绕线架的宽度比偏转系统在X方向上的最大水平直径小。环形线圈相对于阴极射线管的轴线（Z）的安装角等于0。就是说，环形线圈4和4′分别平行于管子的轴线而装设在隔离件5上。

环形线圈图4和4′上还加有水平偏转电流。环形线圈4和4′缠绕成使其产生的消除磁场6的方向与偏转系统前面部位和后面部位的水平偏转磁场7相反。环形线圈4和4′在Z方向上的安装位置选取得使其形成的偏转中心与偏转场的偏转中心重合。

下面说明环形线圈4和4′与偏转线圈的偏转中心之间的关系。

图3与图11类似，该图示出了本发明环形线圈4和4′的一个实施例所产生的偏转场7和消除场6。如图所示，消除场6有方向与偏转系统前后部位的偏转场7方向相反的两个峰值，其分别对偏转场的比值基本上相同。

加上消除场时，环形线圈4和4′在Z方向上的安装角和安装位置影响水平偏转场偏转中心的偏移量。就是说，误着屏的程度取决于环形线圈的安装角和安装位置。图4和5分别示出了安装角和安装位置变化时消除场的分布情况。图4和5所示的分布曲线是在电子束水平偏转且偏转系统中心的前后部位中的消除场强与偏转中心位置有关的一个部位中的管子轴线上测出的消除磁场场强的一些曲线。

从图4中显然可看出，当增大安装角θ使消除线圈4和4′向后敞开时，偏转系统前面部分的消除量增加，而后面部分的消除量减小。这样就大幅度消除了偏转部位前面部分的水平偏转场，从而使电子束的偏转中心朝后向着电子枪一侧偏移。

从图5中可以看出，环形线圈4和4′的安装位置偏移而安装角保持为0时，前后部位之间消除量的比值也变。此外，当各环形线圈向前偏移时，中心部分周围的正磁场（与水平偏转场方向相同的磁场）的绝对值较大，且其中心向前偏移。这就是说，可以减小水平偏转场偏转中心向后偏移的程度。但是当各环形线圈向前的偏移量过大时，其至铁氧体磁心1的距离变得过大，于是降低了消除场产生的效率。因此，环形线圈的偏移量是有一定限度的。在此实例中，当以消除线圈的前端位置Z＝-2毫米为基准位置时，偏移的实际上限为+10毫米。这个位置是在各环形线圈的前端与偏转系统的前端对齐时得到的。

从以上可以看出，该环形线圈具有可以满足校正漏磁场和减少误着屏的要求的最佳安装位置和安装角。

在本实施例中，只要将各环形线圈制备和安装成使其在X方向的宽度可任意而在Z方向上最大程度地覆盖从偏转系统前端直到铁氧体磁心的中心部位就够了。更详细地说，例如对于14英寸彩色显象管偏转系统的环形线圈的绕线架，其均有80毫米×26毫米的矩形内部构形，只要将各环形线圈安装成使其前端与偏转系统的前端对齐且其相对于管子轴线的角度等于零就够了。

在这样的情况下，漏磁场在偏转系统前后部位的校正量基本相等。因此，为减少偏转系统在前面部分的漏磁场，应这样确定消除量;使前面部分的漏磁场校正得少一些，而使后面部分的漏磁场校正得多一些。图6示出了漏磁场量B1与消除场量B2之间的关系。

图6（a）至6（c）中的曲线分别示出了漏磁场、消除磁场和校正磁场的曲线，纵坐标和横坐标分别表示磁场的有效值和测定磁场时的角位置。各测定位置对应于图8中从前到后彼此相差22.5度角的9个点。

图6（a）中，来自偏转系统本体的漏磁场B1在前面部分的大些，而向后面部分大致单调地减小。从图6（b）中可以看到，各环形线圈产生大致为恒定场强的消除场B2，并消除了前后部位的漏磁场，从而得出图6（c）所示的经校正的磁场B1-B2。为使校正之后的残余漏磁场（B1-B2）减小到最小程度，消除场的绝对值可通过调节各环形线圈的水平位置，使前面部位校正得少一些而后面部位校正得多一些来加以确定。

前面说过，通过设置环形线圈，可以将误着屏情况限制到小于10微米的值，这样就实际上解决了将漏磁场减少到所要求范围以下的问题。

图13示出了本发明应用到14英寸彩色显示装置的偏转系统时环形消除线圈的安装角与误着屏量之间的关系。各环形线圈的尺寸为80毫米×26毫米，其位置是通过将其前端与偏转系统的前端对齐而确定的。从图中可以看到，安装角从0度经25度至50度变化时，误着屏量有增大的趋势。

由于各环形线圈不倾斜，因而可以使偏转系统的竖向尺寸紧凑。此外，与一般的消除线圈相比，环形线圈更靠近铁氧体磁心，因而使消除场能更有效地产生。

虽然在本实施例中各环形线圈都是矩形的，但只要消除场的分布通过调节安装角和安装位置来调节，各环形线圈也可以取椭圆的形状而取得同样的效果。

Claims (6)

1、一种阴极射线管的偏转系统，包括：

一个偏转系统本体，有一个产生水平偏转磁场的偏转线圈装置、一个产生垂直偏转磁场的垂直偏转线圈装置和一个铁氧体磁心；以及

一个上消除线圈和一个下消除线圈，用以消除所述偏转系统本体所产生的不希望有的磁场；

所述上下消除线圈配置在所述偏转系统本体的上方和下方，用以产生消除磁场以基本上消除水平偏转磁场的不希望有的部分，所述消除磁场有位于所述偏转系统本体前面部位和后面部位的两个峰值，这两个峰值的方向与水平偏转磁场的方向相反，且其分别对水平偏转磁场的比值基本上相等，从而使水平偏转磁场在前面部位和后面部位上不希望有的各部分分别处于欠校正和过校正状态。

2、如权利要求1所述的偏转系统，其特征在于，所述上下环形线圈的每个线圈在所述偏转系统本体轴线方向上的尺寸等于或小于所述水平偏转线圈装置前端至所述铁氧体磁心的中心的距离，所述上下消除线圈配置在所述前端和所述中心之间。

3、如权利要求2所述的偏转系统，其特征在于，所述上下消除线圈平行于所述偏转系统本体的所述轴线方向配置。

4、一种阴极射线管显示装置，包括：

一个阴极射线管;

一个偏转系统本体，有一个产生水平偏转磁场的偏转线圈装置、一个产生垂直偏转磁场的垂直偏转线圈装置和一个铁氧体磁心;以及

一个上消除线圈和一个下消除线圈，用以消除所述偏转系统本体所产生的不希望有的磁场;

所述上下消除线圈配置在所述偏转系统本体的上方和下方，用以产生消除磁场以基本上消除水平偏转磁场的不希望有的部分，所述消除磁场有位于所述偏转系统本体前面部位和后面部位的两个峰值，这两个峰值的方向与水平偏转磁场的方向相反，且其分别对水平偏转磁场的比值基本上相等，从而使水平偏转磁场在前面部位和后面部位上不希望有的各部分分别处于欠校正和过校正状态。

5、如权利要求4所述的阴极射线管显示装置，其特征在于，所述上下环形线圈的每个线圈在所述偏转系统本体轴线方向上的尺寸等于或小于所述水平偏转线圈装置前端至所述铁氧体磁心的中心的距离，所述上下消除线圈配置在所述前端和所述中心之间。

6、如权利要求5所述的阴极射线管显示装置，其特征在于，所述上下消除线圈平行于所述偏转系统本体的所述轴线方向配置。

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